如图所示,一个质量为M的气缸,被一质量为m密封良好的无摩擦的长柄带底座的活塞封闭了部分气体,气缸内横截面积为S,设外界大气压强为p0,温度始终不变,气缸与活塞底

如图所示,一个质量为M的气缸,被一质量为m密封良好的无摩擦的长柄带底座的活塞封闭了部分气体,气缸内横截面积为S,设外界大气压强为p0,温度始终不变,气缸与活塞底

题型:不详难度:来源:
如图所示,一个质量为M的气缸,被一质量为m密封良好的无摩擦的长柄带底座的活塞封闭了部分气体,气缸内横截面积为S,设外界大气压强为p0,温度始终不变,气缸与活塞底座无接触.
(1)把气缸吊起,如图(a)所示,平衡时活塞距气缸底为h,此时缸内气体的压强p1为多少?
(2)放开吊绳,如图(b)所示,让整个装置以活塞底座放在水平地面上,平衡时,活塞距气缸底的距离h′为多少?魔方格
答案
(1)对活塞受力分析,可得:mg+P1S=P0S
所以缸内气体的压强p1为:P1=P0-
mg
s

(2)对气缸受力分析可得:g+P0S=P2S,
所以此时气缸内的气体的压强为:P2=P0+
Mg
s

在整个的变化的过程中,气体的温度不变,根据玻意耳定律可得,
P1V1=P2V2
即(P0-
mg
s
)hs=(P0+
Mg
s
)h′s
解得h′=
P0S-mg
P0S+Mg
h

答:(1)把气缸吊起时缸内气体的压强p1为P0-
mg
s

(2)放开吊绳平衡时,活塞距气缸底的距离h′为
P0S-mg
P0S+Mg
h
举一反三
有一块防水仪表,密封性能良好,表内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂.某运动员携带此表攀登珠峰,山下温度为27°C,表内气压为1.0×105Pa.气体的摩尔体积为V.登上珠峰时,表盘玻璃发生爆裂,此时山上气温为-23°C.表内气体体积的变化可忽略不计.阿伏加德罗常数为NA
(1)写出表内气体分子间距的估算表达式
(2)分析说明表盘玻璃是向外还是向内爆裂,并求山顶大气压强是多少?(结果保留两位有效数字)
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如图所示,一气缸竖直放置,气缸内有一质量不可忽略的活塞,将一定量的理想气体封在气缸内,活塞与气缸壁无摩擦,气体处于平衡状态,现保持温度不变把气缸稍微倾斜一点,在达到平衡后,与原来相比,则(  )
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A.气体的压强变大B.气体的压强变小
C.气体的体积变大D.气体的体积变小
如图所示,左右两个容器的侧壁都是绝热的、底部都是导热的、横截面积均为S.左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭.两个容器的下端由容积可忽略的细管连通.容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气.大气的压强为p0,外部气温为T0=273K保持不变,两个活塞因自身重力对下方气体产生的附加压强均为0.1p0.系统平衡时,各气体柱的高度如图所示.现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定的高度.用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体.求:
(1)第二次平衡时氮气的体积;
(2)水的温度.魔方格

两个容器A、B用截面均匀的水平玻璃管相通,如图8-29所示,A、B中所装气体温度分别为100C和200C,水银柱在管中央平衡,如果两边温度都升高100C,则水银将(  )

魔方格

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A.向左移动B.向右移动C.不动D.无法确定
关于密闭容器中气体的压强,下列说法正确的是(   )
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A.是由于气体分子相互作用产生的
B.是由于气体分子碰撞容器壁产生的
C.是由于气体的重力产生的
D.气体温度越高,压强就一定越大